DE4102485C2 - Betriebsverfahren für eine Fahrzeug-Klimaanlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für eine einen Kältemittel-Verdampfer aufweisende Fahrzeug-Klima­ anlage. Ferner betrifft die Erfindung vorteilhafte Klima­ anlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah­ rens.

An einem von einem Kältemittel durchströmten Verdampfer einer Fahrzeug-Klimaanlage schlägt sich bekanntermaßen Feuchtigkeit nieder, die in dem den Verdampfer durchströ­ menden Luftstrom enthalten ist. Dieser Effekt wird im sog. reheat-Betrieb einer Klimaanlage dazu genutzt, die in den Fahrzeug-Innenraum eintretenden Luftmassen zu trocknen. Nähert sich jedoch die Temperatur der den Ver­ dampfer durchströmenden Luft aufgrund niedriger Umge­ bungstemperaturen dem Gefrierpunkt von Wasser (0°C), so wird an bekannten Fahrzeug-Klimaanlagen der Kältemittel­ kreislauf mittels geeigneter Temperaturschalter bzw. Sen­ soren abgeschaltet, um ein Vereisen des Verdampfers zu verhindern. Ein vereister Verdampfer würde nämlich zum einen ein freies Durchströmen der Luft verhindern und könnte darüber hinaus Komponenten des Kälte­ mittelkreislaufes schädigen. Zur Problematik der Verdampfer- Vereisung wird beispielshalber auf die DE-OS 30 41 787 verwiesen; ein Vereisungsschutzschalter ist in der DE-OS 30 25 328 beschrieben.

Da jedoch nach Abschalten des Kältemittelkreislaufes der den Verdampfer durchströmende Luftstrom die dort nieder­ geschlagene Feuchtigkeit aufnimmt und in unerwünschter Weise in den Fahrzeug-Innenraum fördert, ist es Aufgabe der Erfindung, Maßnahmen aufzuzeigen, mit Hilfe derer eine Feuchteübersättigung des zu klimatisierenden Luft­ stromes auch bei tiefen Umgebungstemperaturen, die bei üblichen Klimaanlagen einen Betrieb des Kältemittel­ kreislaufes verhindern, ausgeschlossen werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch das erfindungsgemäße Be­ triebsverfahren, wonach zur Vermeidung einer Verdampfer­ vereisung dem Verdampfer bei Aufrechterhaltung des Kälte­ mittelkreislaufes Wärme zugeführt wird. Während vorteil­ hafte Weiterbildungen des Betriebsverfahrens in den Un­ teransprüchen 2 bis 5 beschrieben sind, geben die Ansprü­ che 6 bis 8 Lösungen der weiteren Aufgabe an, vorteil­ hafte Klimaanlagen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufzuzeigen.

Erfindungsgemäß wird in einem Temperaturbereich, in dem der Kältemittelkreislauf wegen niedriger Verdampfertempe­ raturen üblicherweise nicht mehr möglich ist, also bei­ spielsweise bei Umgebungstemperaturen kleiner +4°C, dem Verdampfer Wärme zugeführt. Somit kann der Kältemittel­ kreislauf aufrechterhalten werden. Als Folge davon bleibt die am Verdampfer niedergeschlagene Feuchtigkeit an die­ sem gebunden und gelangt nicht über den zu klimati­ sierenden Luftstrom in den Fahrzeug-Innenraum.

Die Wärmezufuhr zum Verdampfer kann auf verschiedene Weise erfolgen. So kann am Verdampfer selbst beispiels­ weise ein Heizelement angeordnet sein (Ansprüche 2, 7), das entweder elektrisch beheizt wird oder von einem Wär­ meträger für einen in der Fahrzeug-Klimaanlage vorgese­ henen Heizungs-Wärmetauscher beaufschlagt wird.

Es ist jedoch auch möglich, dem Verdampfer die Wärme über den zu klimatisierenden und dabei den Verdampfer durch­ strömenden Luftstrom zuzuführen. Hierzu kann der Luft­ strom, d. h. vorzugsweise der Frischluft- bzw. Umgebungs­ luftstrom in einem geeigneten Wärmetauscher beheizt wer­ den (Ansprüche 4 bzw. 8). Auch dieser Wärmetauscher kann wiederum in einen ohnehin vorhandenen Wärmeträgerkreis­ lauf für einen Heizungs-Wärmetauscher eingebunden sein, wobei im Hinblick auf eine optimale Ansteuerungsmöglich­ keit eine Parallelschaltung zum Heizungs-Wärmetauscher vorzuziehen ist.

Es ist aber auch möglich, einen ohnehin vorhandenen Warm­ luftstrom über den Verdampfer zu leiten. Dieser Warmluft­ strom wird dann aus dem Innenraum des Fahrzeuges bezogen, so daß die Klimaanlage bei kritischen Umgebungstemperatu­ ren im Umluftbetrieb betrieben wird. Selbstverständlich ist hierbei auch ein Mischbetrieb möglich, d. h. dem den Verdampfer durchdringenden Luftstrom wird zur Umgebungs­ luft in einem solchen Ausmaß Umluft aus dem Fahrzeug-In­ nenraum zugemischt, daß gerade eben das für den Betrieb des Kältemittelkreislaufes kritische Temperaturniveau überschritten wird.

Eine bevorzugte Klimaanlage zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Betriebsverfahrens enthält zumindest ein ge­ eignetes Steuerelement zur Initiierung der Wärmezufuhr, sowie einen geeignet plazierten Temperaturfühler zur Er­ kennung einer drohenden Verdampfervereisung. Insbesondere wird hierbei die Temperatur der den Verdampfer anströmen­ den Luftmassen ermittelt. Das entsprechende Steuerelement kann in Abhängigkeit vom detaillierten Betriebsverfahren bzw. der detaillierten Klimaanlage entweder eine entspre­ chende Heizeinrichtung für den Verdampfer oder den Luft­ strom zuschalten oder das geeignete Mischungsverhältnis zwischen Umluft und Frischluft einstellen.

Besonders vorteilhaft ist das beschriebene Betriebsver­ fahren auch im Zusammenhang mit einem Kontrollsystem für die Luftqualität. Bei einem derartigen Kontrollsystem wird in Abhängigkeit vom Luftsauerstoffgehalt bzw. von einer Luftschadstoffkonzentration selbsttätig vom Umluft­ betrieb auf Frischluftbetrieb umgeschaltet. War nun bei vorangegangenem Umluftbetrieb der Kältemittelkreislauf aktiviert und setzte sich hierbei auf dem Verdampfer eine gewisse Menge von Feuchtigkeit ab, so könnte bei herkömm­ lichen Klimaanlagen nach automatischer Umschaltung auf Frischluftbetrieb die Feuchtigkeit nahezu schlagartig in den Fahrzeug-Innenraum gelangen, wenn bei entsprechend niedriger Umgebungstemperatur der Kältemittelkreislauf aus Gründen des Vereisungsschutzes stillgesetzt wurde. Beim erfindungsgemäßen Verfahren hingegen wird der Kälte­ mittelkreislauf aufrechterhalten und die Verdampferverei­ sung mit Hilfe der oben beschriebenen Maßnahmen vermie­ den, wodurch eine Feuchteübersättigung des in den Fahr­ zeug-Innenraum gelangenden Luftstromes sicher ausge­ schlossen ist.

Claims (8)

1. Betriebsverfahren für eine einen Kältemittel-Ver­ dampfer aufweisende Fahrzeug-Klimaanlage, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung einer Verdampfervereisung dem Verdampfer bei Aufrechter­ haltung des Kältemittelkreislaufes Wärme zugeführt wird.

2. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr durch ein am Verdampfer angeordnetes Heizelement erfolgt.

3. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmezufuhr über den den Verdampfer durchströmenden Luftstrom erfolgt.

4. Betriebsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Frischluftstrom in einem Wärmetauscher beheizt wird.

5. Betriebsverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der den Verdampfer durchströmende Luftstrom Umluft aus dem Fahrzeug- Innenraum enthält.

6. Klimaanlage zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 1, gekennzeichnet durch einen Temperaturfühler und ein Steuerelement zur Initiierung der Wärmezufuhr.

7. Klimaanlage zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 2, gekennzeichnet durch ein am Verdampfer angeordnetes Heizelement.

8. Klimaanlage zur Durchführung des Verfahrens nach An­ spruch 4, gekennzeichnet durch einen stromauf des Verdampfers angeordneten, bezüglich eines Wärmeträgerkreislaufes einem Heizungs-Wärmetauscher der Klimaanlage in Reihe oder parallel geschalteten Wärmetauscher.